直動促動器用的磁式負載傳感器以及直動促動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在組裝于直動促動器使用時難以產(chǎn)生磁滯誤差，并且能夠抑制直動促動器的軸向長度的直動促動器用的負載傳感器。在檢測直動促動器施加于對象物（22）的軸向負載的大小的直動促動器用的磁式負載傳感器中，具有：凸緣部件（2），其經(jīng)由推力軸承（41）承受軸向負載的反作用力從而產(chǎn)生彎曲；磁性目標（4），其產(chǎn)生磁場；以及磁性傳感器（5），其配置為相對于該磁性目標（4）的相對位置因凸緣部件（2）的彎曲而發(fā)生變化，在凸緣部件（2）的軸向端面形成有與推力軸承（41）的滾動體（41B）滾動接觸的槽（10）。
【專利說明】直動促動器用的磁式負載傳感器以及直動促動器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直動促動器用的磁式負載傳感器以及組裝有該磁式負載傳感器的直動促動器。
【背景技術(shù)】
[0002]雖然采用通過液壓缸驅(qū)動摩擦襯塊從而推壓制動盤的液壓制動器裝置作為車輛用制動器裝置，但是近年來伴隨著ABS (防抱死制動器系統(tǒng))等制動控制的導入，不使用液壓回路的電動制動裝置受到關(guān)注。
[0003]電動制動裝置一般具有由被輸入電動馬達的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、以及將該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直動部件的軸向移動的直動機構(gòu)構(gòu)成的直動促動器，通過該直動促動器對摩擦襯塊施加軸向負載，從而將摩擦襯塊按壓于制動盤而產(chǎn)生制動力。為了將該制動力控制為所希望的大小，大多在直動促動器組裝有檢測施加于對象物的軸向負載的大小的負載傳感器。為了提高電動制動器的響應(yīng)性，該直動促動器用的負載傳感器使用以極其微小的位移檢測負載的傳感器。
[0004]作為這種直動促動器用的負載傳感器，例如公知有專利文獻I所記載的負載傳感器。專利文獻I的直動促動器用的負載傳感器具有:對置的一對圓環(huán)板狀的推壓板；水晶壓電元件，其夾于上述一對推壓板之間；絕緣板，其使該水晶壓電元件與單側(cè)的推壓板之間電絕緣；以及導線，其獲取水晶壓電元件產(chǎn)生的電壓。由于在被輸入軸向負載時，在水晶壓電元件產(chǎn)生與該負載對應(yīng)大小的電壓，所以該負載傳感器能夠通過測量該電壓的大小而檢測軸向負載的大小。另外，由于推壓板的由水晶壓電元件的變形引起的位移是微小的，所以在將該傳感器組裝于電動制動器的情況下，不會損害電動制動器的響應(yīng)性。
[0005]然而，由于專利文獻I的負載傳感器在被輸入軸向負載時，該負載直接作用于水晶壓電元件，所以若被輸入沖擊負載、剪切負載，則水晶壓電元件恐怕會產(chǎn)生破裂、裂縫，因此難以確保較高的耐久性。
[0006]因此，本發(fā)明的
【發(fā)明者】們研究能否實現(xiàn)具備較高的耐久性而且能夠以微小的位移檢測負載的負載傳感器，并且設(shè)計了如下磁式負載傳感器作為該種負載傳感器，該磁式負載傳感器具有:凸緣部件，其承受直動促動器施加于對象物的軸向負載的反作用力從而產(chǎn)生彎曲；磁性目標，其產(chǎn)生磁場；以及磁性傳感器，其配置為其相對于磁性目標的相對位置因上述凸緣部件的彎曲而發(fā)生變化。
[0007]由于該磁式負載傳感器承受直動促動器施加于對象物的軸向負載的反作用力，從而使凸緣部件產(chǎn)生彎曲，并且磁性目標與磁性傳感器的相對位置因該彎曲而發(fā)生變化，從而磁性傳感器的輸出信號基于該相對位置的變化而發(fā)生變化，所以能夠基于該磁性傳感器的輸出信號檢測軸向負載的大小。而且，由于該磁式負載傳感器利用以彼此非接觸的方式配置的磁性目標與磁性傳感器的相對位置的變化檢測軸向負載，所以即便沖擊負載、剪切負載輸入負載傳感器，傳感器也難以發(fā)生故障，并且能夠確保較高的耐久性。
[0008]專利文獻1:國際公開2011/030839號[0009]然而，在將負載傳感器組裝于直動促動器的情況下，大多將該負載傳感器以經(jīng)由推力軸承承受施加于對象物的軸向負載的反作用力的方式組裝。推力軸承通常由一對沿軸向?qū)χ门渲玫能壍辣P、多個組裝于該軌道盤的對置面間的滾動體、以及保持上述滾動體的間隔的保持架構(gòu)成。而且，本發(fā)明的
【發(fā)明者】們注意到以下方面:在使該推力軸承的軌道盤與上述磁式負載傳感器的凸緣部件的軸向端面接觸來使用的情況下，被檢測的負載有可能會產(chǎn)生磁滯誤差。
[0010]S卩，可以了解到如下情況:若在使推力軸承與凸緣部件的軸向端面接觸的狀態(tài)下輸入軸向負載，則凸緣部件產(chǎn)生彎曲，并且伴隨著該凸緣部件的彎曲，在推力軸承的軌道盤與凸緣部件之間產(chǎn)生摩擦力，由于該摩擦力的原因，即便直動促動器施加的軸向負載的大小相同，在負載增加時(即，在凸緣部件的彎曲增大時)與負載減少時(即，在凸緣部件的彎曲減小時)，負載的檢測值也有可能會產(chǎn)生誤差。
[0011]而且，本發(fā)明的
【發(fā)明者】們著眼于如下方面:若能夠減小該磁滯誤差則能夠提高上述磁式負載傳感器的檢測精度。
[0012]另外，在將直動促動器組裝于電動制動裝置的情況下，若能夠縮短直動促動器的軸向長度，則電動制動裝置的軸向長度變短，并且能夠提高電動制動裝置的周邊部件(例如懸架)布局的自由度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明欲解決的課題是提供一種直動促動器用的負載傳感器，在組裝于直動促動器來使用時難以產(chǎn)生磁滯誤差并且能夠抑制直動促動器的軸向長度。
[0014]為了解決上述課題，直動促動器用的磁式負載傳感器檢測直動促動器施加于對象物的軸向負載的大小，具有:凸緣部件，其經(jīng)由推力軸承承受上述軸向負載的反作用力從而產(chǎn)生彎曲；磁性目標，其產(chǎn)生磁場；以及磁性傳感器，其配置為其相對于磁性目標的相對位置因上述凸緣部件的彎曲而發(fā)生變化，在上述凸緣部件的軸向端面形成有與上述推力軸承的滾動體滾動接觸的滾道面。
[0015]這樣的話，由于凸緣部件與推力軸承的接觸為滾動接觸，所以在凸緣部件因軸向負載產(chǎn)生彎曲時，能夠防止產(chǎn)生由該彎曲引起的摩擦力，從而能夠抑制產(chǎn)生磁滯誤差。另夕卜，由于不需要推力軸承的一方的軌道圈，所以能夠?qū)⒅浦眲哟賱悠鞯妮S向長度抑制相當于該軌道圈的軸向厚度的量。
[0016]在上述推力軸承是使用滾珠作為滾動體的推力球軸承的情況下，能夠采用剖面呈圓弧狀的槽作為形成于凸緣部件的軸向端面的上述滾道面。
[0017]另外，在上述推力軸承是使用圓柱滾子或者針狀滾子作為滾動體的推力滾子軸承的情況下，能夠采用實施熱處理且固化的平面作為形成于凸緣部件的軸向端面的上述滾道面。
[0018]另外，在上述推力軸承是使用球面滾子作為滾動體的推力自動調(diào)心滾子軸承的情況下，能夠采用相對于軸向負載的方向傾斜的剖面圓弧狀的凹面作為形成于凸緣部件的軸向端面的上述滾道面。
[0019]優(yōu)選，上述磁性目標形成為:將多個永久磁鐵配置為具有相反極性的磁極沿上述磁性目標與磁性傳感器的相對位移方向并排，其中，上述多個永久磁鐵將相對于上述磁性目標與磁性傳感器的相對位移方向正交的方向作為磁化方向，并且，在上述多個永久磁鐵的相鄰的磁極的邊界附近配置有上述磁性傳感器。
[0020]這樣的話，表現(xiàn)出軸向的指向性，該軸向的指向性是指:磁性傳感器的輸出信號相對于磁性目標與磁性傳感器的軸向的相對位移急劇地發(fā)生變化，另一方面，相對于除軸向以外的方向的相對位移幾乎沒有發(fā)生變化。因此，磁性傳感器的輸出信號難以受到外部振動的影響，能夠以穩(wěn)定的精度檢測直動促動器的軸向負載的大小。
[0021]雖然也能夠使用磁電阻元件、磁阻抗元件作為上述磁性傳感器，但是由于使用霍爾IC有利于成本，并且耐熱性較高的霍爾IC在市場上有售，所以優(yōu)選用于電動制動。另夕卜，若將釹磁鐵用于上述磁性目標，則省空間且能產(chǎn)生強力的磁場，因此能夠提高磁式負載傳感器的分解性能。
[0022]另外，在本發(fā)明中提供一種直動促動器，該直動促動器具有:被輸入電動馬達的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、以及將該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直動部件的軸向移動的直動機構(gòu)，通過該直動機構(gòu)向?qū)ο笪锸┘虞S向負載，該直動促動器中，作為承受在向?qū)ο笪锸┘虞S向負載時作用于直動機構(gòu)的反作用力的部件而組裝有上述磁式負載傳感器。
[0023]由于本發(fā)明的直動促動器用的磁式負載傳感器將凸緣部件與推力軸承的接觸形成為滾動接觸，所以由凸緣部件的彎曲引起的摩擦力難以在凸緣部件與推力軸承之間產(chǎn)生，從而能夠抑制產(chǎn)生磁滯誤差。另外，由于不需要推力軸承的一方的軌道圈，所以直動促動器的軸向長度能夠縮短相當于該軌道圈的軸向厚度的量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的磁式負載傳感器的分解立體圖。
[0025]圖2是圖1所示的磁式負載傳感器的剖視圖。
[0026]圖3是圖2的磁性目標與磁性傳感器附近的放大剖視圖。
[0027]圖4是圖2的側(cè)視圖。
[0028]圖5是表示將圖3所示的磁性目標與磁性傳感器的配置改變后的例子的放大剖視圖。
[0029]圖6是表示將圖1所示的磁式負載傳感器組裝于電動制動裝置的直動促動器的狀態(tài)的剖視圖。
[0030]圖7是圖6的直動促動器附近的放大剖視圖。
[0031]圖8是圖7的磁式負載傳感器附近的放大剖視圖。
[0032]圖9是沿著圖7的IX-1X線的剖視圖。
[0033]圖10是沿著圖7的X-X線的剖視圖。
[0034]圖11是表示圖8所示的磁式負載傳感器的其他例子的放大剖視圖。
[0035]圖12是表示圖8所示的磁式負載傳感器的另一其他例子的放大剖視圖。
[0036]圖13是表示采用滾珠絲杠機構(gòu)作為直動機構(gòu)的例子的直動促動器的放大剖視圖。
[0037]圖14是表示采用滾珠坡道機構(gòu)作為直動機構(gòu)的例子的直動促動器的放大剖視圖。
[0038]圖15是沿著圖14的XV-XV線的剖視圖。[0039]圖16中，(a)是表示圖14所示的滾珠與傾斜槽的關(guān)系的圖；(b)是表示旋轉(zhuǎn)盤與直動盤從(a)所示的狀態(tài)相對旋轉(zhuǎn)從而兩盤的間隔擴大的狀態(tài)的圖。
[0040]圖17是表示將圖2所示的磁式負載傳感器與磁性目標的配置改變后的變形例的首1J視圖。
[0041]圖18是表示本發(fā)明的第二實施方式的磁式負載傳感器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0042]在圖1?圖4中示出了本發(fā)明的第一實施方式的直動促動器用的磁式負載傳感器
I。該磁式負載傳感器I具有:沿軸向隔開間隔地對置的圓環(huán)板狀的凸緣部件2以及支承部件3、產(chǎn)生磁場的磁性目標4、以及檢測磁場的強度的磁性傳感器5。
[0043]凸緣部件2具有朝向支承部件3突出的筒部6。筒部6的外徑面與支承部件3的內(nèi)徑面沿徑向?qū)χ茫谛纬捎谕膊?的外徑面的倒角部7固定有磁性目標4，在形成于支承部件3的內(nèi)徑面的槽8固定有磁性傳感器5。凸緣部件2以及支承部件3由鐵等金屬形成。
[0044]支承部件3在與凸緣部件2對置的對置面具有環(huán)狀突起9，并且通過該環(huán)狀突起9支承凸緣部件2的外徑側(cè)部分，且保持凸緣部件2與支承部件3之間的間隔。如圖2所示，在凸緣部件2的與支承部件3對置一側(cè)的面的相反面，形成有沿周向連續(xù)的剖面呈圓弧狀的槽10。對該槽10的內(nèi)表面實施熱處理而固化。作為熱處理，例如例舉有高頻淬火。
[0045]磁性目標4由兩個永久磁鐵11構(gòu)成，將上述兩個永久磁鐵11沿徑向磁化為在徑向內(nèi)端與徑向外端具有磁極。兩個永久磁鐵11以具有相反極性的磁極(即N極與S極)沿軸向并排的方式鄰接配置。
[0046]若使用釹磁鐵作為永久磁鐵11，則省空間且產(chǎn)生強力的磁場，從而能夠提高磁式負載傳感器I的分解性能，但是也可以使用釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、鐵氧體磁鐵等。若使用釤鈷磁鐵或者鋁鎳鈷磁鐵，則能夠抑制永久磁鐵11伴隨著溫度上升磁場降低。另外，也可以使用鐠磁鐵、釤鐵氮磁鐵。
[0047]磁性傳感器5在兩個永久磁鐵11的相鄰磁極的邊界附近，以與磁性目標4沿軸正交方向(在圖中為徑向)對置的方式配置。雖然也可以使用磁電阻元件(所謂的MR傳感器)、磁阻抗元件(所謂的MI傳感器)作為磁性傳感器5，但是由于使用霍爾IC有利于成本方面，并且耐熱性較高的霍爾IC在市場上有售，所以在電動制動的用途中優(yōu)選。
[0048]在凸緣部件2的外周與支承部件3的外周形成有剖面呈圓弧狀的定位槽12、13，并且能夠通過將共用的鍵部件45 (參照圖7、圖10)嵌入該定位槽12、13，從而以磁性目標4的周向位置與磁性傳感器5的周向位置一致的方式，沿周向定位凸緣部件2與支承部件3。
[0049]對于該磁式負載傳感器I而言，若朝向支承部件3的方向的軸向負載作用于凸緣部件2，則凸緣部件2對應(yīng)于該軸向負載以外周部為支點沿軸向彎曲，從而磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置因該彎曲而發(fā)生變化，并且磁性傳感器5的輸出信號對應(yīng)于該相對位置的變化而發(fā)生變化。因此，能夠通過預先把握作用于凸緣部件2的軸向負載的大小與磁性傳感器5的輸出信號之間的關(guān)系，從而基于磁性傳感器5的輸出信號檢測作用于凸緣部件2的軸向負載的大小。
[0050]在圖1?圖4中，雖然將磁性目標4固定于凸緣部件2,將磁性傳感器5固定于支承部件3，但是也可以使該磁性目標4與磁性傳感器5的關(guān)系相反。S卩，如圖5所示，也可以將磁性傳感器5固定于凸緣部件2的筒部6的外徑面，將磁性目標4固定于支承部件3的內(nèi)徑面。
[0051]在圖6?圖10中示出了將上述磁式負載傳感器I組裝于電動制動裝置的直動促動器14的實施方式。
[0052]該電動制動裝置包括:卡鉗主體19，其呈通過橋18連結(jié)對置片16、17的形狀，其中，上述對置片16、17以之間夾入有與車輪一體旋轉(zhuǎn)的制動盤15的方式對置；直動促動器14，其組裝于收容孔20，該收容孔20在對置片17的與制動盤15對置的對置面開口 ；以及左右一對摩擦襯塊21、22。
[0053]摩擦襯塊22設(shè)置于對置片17與制動盤15之間，并且通過安裝于卡鉗主體19的襯墊銷(未圖示)支承為能夠沿制動盤15的軸向移動。另一方的摩擦襯塊21安裝于相反一側(cè)的對置片16。卡鉗主體19支承為能夠沿制動盤15的軸向滑動。
[0054]如圖7所示，直動促動器14具有:旋轉(zhuǎn)軸23 ;多個行星滾子24，它們與旋轉(zhuǎn)軸23的外周的圓筒面滾動接觸；外圈部件25，其以包圍上述行星滾子24的方式配置；行星架26，其將行星滾子24保持為能夠自轉(zhuǎn)并且能夠公轉(zhuǎn)；以及磁式負載傳感器1，其配置于外圈部件25的軸向后方。
[0055]通過經(jīng)由齒輪28輸入圖6所示的電動馬達27的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸23被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。將旋轉(zhuǎn)軸23以一端從沿軸向穿過對置片17從而形成的收容孔20的軸向后側(cè)的開口突出的狀態(tài)插入收容孔20，并且旋轉(zhuǎn)軸23的從收容孔20突出的突出部分與齒輪28花鍵嵌合，從而限制相對旋轉(zhuǎn)。齒輪28以關(guān)閉收容孔20的軸向后側(cè)的開口的方式被蓋30覆蓋，其中，上述蓋30通過螺栓29固定。在蓋30組裝有將旋轉(zhuǎn)軸23支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承31。
[0056]如圖9所示，行星滾子24與旋轉(zhuǎn)軸23的外周的圓筒面滾動接觸，并且在旋轉(zhuǎn)軸23旋轉(zhuǎn)時，通過行星滾子24與旋轉(zhuǎn)軸23之間的摩擦，行星滾子24也能夠進行旋轉(zhuǎn)。行星滾子24沿周向隔開恒定間隔設(shè)置有多個。
[0057]如圖7所示，外圈部件25收容于收容孔20內(nèi)，并且通過該收容孔20的內(nèi)周支承為能夠沿軸向滑動，其中，上述收容孔20設(shè)置于卡鉗主體19的對置片17。在外圈部件25的軸向前端形成有卡合凹部33，該卡合凹部33與形成于摩擦襯塊22的背面的卡合凸部32卡合，并且通過該卡合凸部32與卡合凹部33的卡合，限制外圈部件25相對于卡鉗主體19旋轉(zhuǎn)。
[0058]在外圈部件25的內(nèi)周設(shè)置有螺旋凸條34，在行星滾子24的外周設(shè)置有與螺旋凸條34卡合的圓周槽35，在行星滾子24旋轉(zhuǎn)時，通過圓周槽35引導外圈部件25的螺旋凸條34，從而外圈部件25能夠沿軸向移動。在本實施方式中，雖然在行星滾子24的外周，設(shè)置有導程角為O度的圓周槽35，但是也可以取代圓周槽35，設(shè)置具有與螺旋凸條34不同導程角的螺旋槽。
[0059]行星架26包括:行星架銷26A，其將行星滾子24支承為能夠旋轉(zhuǎn)；環(huán)狀的行星架板26C，其將上述各行星架銷26A的軸向前端的周向間隔保持為恒定；以及環(huán)狀的行星架主體26B，其將各行星架銷26A的軸向后端的周向間隔保持為恒定。行星架板26C與行星架主體26B將行星滾子24夾于它們之間且沿軸向?qū)χ?，并且?jīng)由配置于沿周向相鄰的行星滾子24之間的連結(jié)棒36連結(jié)。
[0060]行星架主體26B經(jīng)由滑動軸承37支承于旋轉(zhuǎn)軸23，并且能夠相對于旋轉(zhuǎn)軸23相對旋轉(zhuǎn)。在行星滾子24與行星架主體26B之間組裝有推力軸承38，該推力軸承38切斷行星滾子24的自轉(zhuǎn)傳遞至行星架主體26B。
[0061]通過縮徑彈簧圈39向徑向內(nèi)側(cè)對各行星架銷26A施力，其中，上述縮徑彈簧圈39安裝為與沿周向隔開間隔配置的多個行星架銷26A外接。通過該縮徑彈簧圈39的作用力，將行星滾子24的外周按壓于旋轉(zhuǎn)軸23的外周，從而防止旋轉(zhuǎn)軸23與行星滾子24之間的滑動。為了使縮徑彈簧圈39的作用力遍及行星滾子24的軸向全長發(fā)揮作用，所以在行星架銷26A的兩端設(shè)置有縮徑彈簧圈39。
[0062]以支承部件3位于凸緣部件2的軸向后方的方式將磁式負載傳感器I嵌入收容孔20內(nèi)。在行星架26與磁式負載傳感器I之間設(shè)置有與行星架26 —體公轉(zhuǎn)的襯圈40、以及在襯圈40與磁式負載傳感器I之間傳遞軸向負載的推力軸承41。在凸緣部件2的內(nèi)周設(shè)置有將旋轉(zhuǎn)軸23支承為能夠旋轉(zhuǎn)的滾動軸承42。
[0063]通過安裝于收容孔20的內(nèi)周的擋圈43卡止支承部件3的外周邊，限制磁式負載傳感器I向軸向后方移動。而且，該磁式負載傳感器I經(jīng)由襯圈40與推力軸承41沿軸向支承行星架主體26B，從而限制行星架26向軸向后方移動。另外，通過安裝于旋轉(zhuǎn)軸23的軸向前端的擋圈44，行星架26向軸向前方的移動也被限制。因此，行星架26向軸向前方與向軸向后方的移動均被限制，并且保持于行星架26的行星滾子24的軸向移動也成為被限制的狀態(tài)。
[0064]如圖8所示，推力軸承41包括:軌道盤41A，其嵌入軸承嵌合凹部40a，該軸承嵌合凹部40a形成于襯圈40的與凸緣部件2對置的對置面；多個滾動體41B，它們以在軌道盤41A與凸緣部件2之間沿周向隔開間隔的方式組裝；以及保持架41C，其保持上述滾動體41B的間隔。該推力軸承41是使用滾珠作為滾動體41B的推力球軸承，該滾動體41B與對凸緣部件2的軸向端面直接加工的剖面呈圓弧狀的槽10滾動接觸，并且槽10作為推力軸承41的滾道面發(fā)揮功能。
[0065]如圖7所示，在凸緣部件2與支承部件3的外周的定位槽12、13嵌入有與收容孔20的內(nèi)周卡止的鍵部件45 (參照圖10)，通過該鍵部件45的嵌合，將凸緣部件2的周向位置與支承部件3的周向位置相對定位。
[0066]接下來，對上述直動促動器14的動作例進行說明。
[0067]若使電動馬達27工作，則旋轉(zhuǎn)軸23進行旋轉(zhuǎn)，從而行星滾子24 —邊以行星架銷26A為中心進行自轉(zhuǎn)，一邊以旋轉(zhuǎn)軸23為中心進行公轉(zhuǎn)。此時，雖然外圈部件25與行星滾子24通過螺旋凸條34與圓周槽35的卡合而沿軸向進行相對移動，但是由于限制了行星滾子24與行星架26 —起沿軸向移動，所以行星滾子24不沿軸向進行移動，而外圈部件25沿軸向進行移動。直動促動器14通過這樣將被電動馬達27驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸23的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為外圈部件25的軸向移動，并且通過該外圈部件25將軸向負載施加于摩擦襯塊22，從而能夠使摩擦襯塊22按壓于制動盤15從而產(chǎn)生制動力。
[0068]這里，在外圈部件25將軸向負載施加于摩擦襯塊22時，朝向軸向后方的反作用力作用于外圈部件25，該反作用力經(jīng)由行星滾子24、行星架26、襯圈40、推力軸承41被磁式負載傳感器I阻擋。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2因該反作用力向軸向后方彎曲，從而磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置發(fā)生變化。此時，由于磁性傳感器5的輸出信號基于該相對位置的變化而發(fā)生變化，所以能夠基于磁性傳感器5的輸出信號檢測軸向負載的大小。另外，能夠通過使用該磁性傳感器5的輸出信號對電動制動裝置的制動力進行反饋控制，從而實現(xiàn)高精度的負載控制。
[0069]因為上述磁式負載傳感器I不是根據(jù)凸緣部件2的局部形變檢測軸向負載，而是根據(jù)凸緣部件2的變形量檢測軸向負載，所以難以受到由直動促動器14的溫度變化、溫度分布的差別造成的影響，能夠以高精度檢測直動促動器14的軸向負載的大小。
[0070]在將軸向負載施加于摩擦襯塊22時，主要是剪切負載作用于凸緣部件2，主要是壓縮負載作用于支承部件3。而且，磁性目標4因作用于凸緣部件2的剪切負載進行位移，另一方面，磁性傳感器5幾乎不因作用于支承部件3的壓縮負載進行位移，因此能夠通過該磁性目標4與磁性傳感器5的相對位移檢測軸向負載。
[0071]在直動促動器14將軸向負載施加于摩擦襯塊22時，磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化量極其小。例如在直動促動器14施加的軸向負載的大小為30kN時，磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化量沿軸向為極其微小的0.1mm大小，但是由于將上述磁式負載傳感器I的多個永久磁鐵11，以相反磁極沿磁性目標4與磁性傳感器5的相對位移方向并排的方式配置，并且在其相鄰的磁極的邊界附近配置磁性傳感器5，所以磁性傳感器5的輸出信號相對于磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化急劇地發(fā)生變化，從而能夠高精度地檢測磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化量。
[0072]另外，上述磁式負載傳感器I表現(xiàn)出軸向的指向性，該軸向的指向性是指，磁性傳感器5的輸出信號相對于磁性目標4與磁性傳感器5的軸向的相對位移急劇地發(fā)生變化，相對于除軸向以外的方向的相對位移幾乎不發(fā)生變化。因此，磁性傳感器5的輸出信號難以受到外部振動的影響，且能夠以穩(wěn)定的精度檢測直動促動器14的軸向負載的大小。
[0073]另外，對于該磁式負載傳感器I而言，由于將凸緣部件2與推力軸承41的接觸形成為滾動接觸，所以在凸緣部件2因軸向負載產(chǎn)生彎曲時，該由凸緣部件2的彎曲引起的摩擦力難以在凸緣部件2與推力軸承41之間產(chǎn)生，從而能夠抑制產(chǎn)生磁滯誤差，并且能夠防止在負載增加時(即，在凸緣部件2的彎曲增大時)與負載減少時(即，在凸緣部件2的彎曲減小時)，負載的檢測值產(chǎn)生誤差。
[0074]另外，對于該磁式負載傳感器I而言，由于不需要推力軸承41的凸緣部件2側(cè)的軌道圈，所以直動促動器14的軸向長度能夠縮短相當于該軌道圈的軸向厚度的量。因此，電動制動裝置的軸向長度變短，并且在將電動制動裝置組裝于車輛時，電動制動裝置的周邊部件(例如懸架)布局的自由度較高。
[0075]另外，對于該磁式負載傳感器I而言，由于利用以彼此非接觸的方式配置的磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化，檢測軸向負載，所以即便沖擊負載、剪切負載輸入負載傳感器1，傳感器I也難以發(fā)生故障，并且能夠確保較高的耐久性。
[0076]作為檢測直動促動器14施加的軸向負載的大小的方法,雖然存在有基于在外圈部件25向軸向前方推壓摩擦襯塊22時外圈部件25的軸向位移，推斷施加于摩擦襯塊22的軸向負載的方法，但是在該方法中，為了把握外圈部件25的原點位置因摩擦襯塊22的摩耗等引起的變動，需要其他傳感器，所以構(gòu)造變得復雜。與此相對，若組裝上述磁式負載傳感器I作為阻擋在外圈部件25向軸向前方推壓摩擦襯塊22時作用的朝向軸向后方的反作用力的部件，則即便外圈部件25的原點位置因摩擦襯塊22的摩耗等發(fā)生變動，也不會對磁式負載傳感器I檢測的軸向負載造成影響。因此，不需要用于把握外圈部件25的原點位置的傳感器，且構(gòu)造簡單。
[0077]在上述實施方式中，雖然以使用滾珠作為滾動體41B的推力軸承41為例舉例進行了說明，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用其他形式的推力軸承41。例如，如圖11所示，能夠采用使用圓柱滾子或者針狀滾子作為滾動體41B的推力滾子軸承。在圖11中，在凸緣部件2的與支承部件3對置一側(cè)的面的相反面，實施熱處理(例如高頻淬火)并使其固化的沿周向連續(xù)的平面46形成為推力軸承41的滾道面。
[0078]另外，如圖12所示，能夠采用使用球面滾子作為滾動體41B的推力自動調(diào)心滾子軸承。在圖12中，在凸緣部件2的與支承部件3對置一側(cè)的面的相反面，相對于軸向負載的方向傾斜的剖面呈圓弧狀的凹面47形成為沿周向連續(xù)，該凹面47作為推力軸承41的滾道面發(fā)揮功能。這樣，若采用推力自動調(diào)心滾子軸承，即便在襯圈40與凸緣部件2之間的平行度存在誤差時，由于推力軸承41吸收該誤差，所以凸緣部件2仍均勻地彎曲，并且負載的檢測精度仍穩(wěn)定。
[0079]在上述實施方式中，作為將旋轉(zhuǎn)軸23的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直動部件(此處為外圈部件25)的軸向移動的直動機構(gòu)，以如下行星滾子機構(gòu)為例舉例進行了說明，其中，上述行星滾子機構(gòu)包括:多個行星滾子24，它們與旋轉(zhuǎn)軸23的外周的圓筒面滾動接觸；行星架26，其將行星滾子24保持為能夠自轉(zhuǎn)且能夠公轉(zhuǎn)，并且限制軸向移動；外圈部件25，其以包圍多個行星滾子24的方式配置；螺旋凸條34，其設(shè)置于外圈部件25的內(nèi)周；以及以與螺旋凸條34卡合的方式設(shè)置于各行星滾子24的外周的螺旋槽或者圓周槽35，但是本發(fā)明也可以同樣應(yīng)用采用其他結(jié)構(gòu)的直動機構(gòu)的直動促動器。
[0080]例如，在圖13中示出了采用滾珠絲杠機構(gòu)作為直動機構(gòu)的直動促動器的例子。以下，對于與上述實施方式對應(yīng)的部分，標注相同的附圖標記并省略說明。
[0081]在圖13中，直動促動器具有:旋轉(zhuǎn)軸23 ;絲杠軸50，其設(shè)置為與旋轉(zhuǎn)軸23 —體；螺母51，其設(shè)置為包圍絲杠軸50 ;多個滾珠54，它們組裝于在絲杠軸50的外周形成的螺旋槽52與在螺母51的內(nèi)周形成的螺旋槽53之間；未圖示的U型管，其將滾珠54從螺母21的螺旋槽53的終點返回至始點；以及磁式負載傳感器1，其配置于螺母51的軸向后方。
[0082]螺母51以無法相對于卡鉗主體19旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)且能夠沿軸向滑動地收容于設(shè)置于卡鉗主體19的對置片17的收容孔20內(nèi)。在絲杠軸50的軸向后端，設(shè)置有與絲杠軸50 —體旋轉(zhuǎn)的襯圈40，該襯圈40經(jīng)由推力軸承41被磁式負載傳感器I支承。這里，磁式負載傳感器I經(jīng)由襯圈40、推力軸承41以及絲杠軸50沿軸向支承螺母51,從而限制螺母51向軸向后方移動。
[0083]該直動促動器通過使旋轉(zhuǎn)軸23進行旋轉(zhuǎn)，從而使絲杠軸50與螺母51進行相對旋轉(zhuǎn)，使螺母51向軸向前方移動從而將軸向負載施加于摩擦襯塊22。此時，朝向軸向后方的反作用力作用于絲杠軸50，該反作用力經(jīng)由襯圈40、推力軸承41被磁式負載傳感器I阻擋。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2通過該反作用力向軸向后方彎曲，從而磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置發(fā)生變化。因此,與上述實施方式相同，磁性傳感器5的輸出信號能夠根據(jù)施加于摩擦襯塊22的軸向負載的大小而發(fā)生變化，并且能夠基于該磁性傳感器5的輸出信號，檢測摩擦襯塊22的按壓力。
[0084]另外，在圖14中示出了應(yīng)用了采用滾珠斜坡機構(gòu)作為直動機構(gòu)的直動促動器的例子。[0085]在圖14中，直動促動器具有:旋轉(zhuǎn)軸23 ;旋轉(zhuǎn)盤60，其無法相對于旋轉(zhuǎn)軸23的外周旋轉(zhuǎn)；直動盤61，其配置為與旋轉(zhuǎn)盤60的軸向前方對置；多個滾珠62，它們夾持于旋轉(zhuǎn)盤60與直動盤61之間；以及磁式負載傳感器I，其配置于直動盤61的軸向后方。
[0086]直動盤61以無法相對于卡鉗主體19旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)且能夠沿軸向滑動地收容于設(shè)置于卡鉗主體19的對置片17的收容孔20內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)盤60的軸向后端，設(shè)置有與旋轉(zhuǎn)盤60一體旋轉(zhuǎn)的襯圈40，該襯圈40經(jīng)由推力軸承41被磁式負載傳感器I支承。這里，磁式負載傳感器I經(jīng)由襯圈40與推力軸承41，沿軸向支承旋轉(zhuǎn)盤60，從而限制了旋轉(zhuǎn)盤60向軸向后方移動。
[0087]如圖14、圖15所示，在旋轉(zhuǎn)盤60的與直動盤61對置的對置面60a，形成有深度沿周向的單向逐漸變淺的傾斜槽63，在直動盤61的與旋轉(zhuǎn)盤60對置的對置面61a，形成有深度沿周向的另一方向逐漸變淺的傾斜槽64。如圖16 (a)所示，滾珠62組裝于旋轉(zhuǎn)盤60的傾斜槽63與直動盤61的傾斜槽64之間，如圖16 (b)所示，若旋轉(zhuǎn)盤60相對于直動盤61進行相對旋轉(zhuǎn)，則滾珠62在傾斜槽63、64內(nèi)滾動，從而能夠擴大旋轉(zhuǎn)盤60與直動盤61之間的間隔。
[0088]該直動促動器通過使旋轉(zhuǎn)軸23進行旋轉(zhuǎn)，從而使直動盤61與旋轉(zhuǎn)盤60進行相對旋轉(zhuǎn)，并且使直動盤61向軸向前方移動，從而將軸向負載施加于摩擦襯塊22。此時，朝向軸向后方的反作用力作用于旋轉(zhuǎn)盤60，該反作用力經(jīng)由襯圈40、推力軸承41被磁式負載傳感器I阻擋。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2通過該反作用力向軸向后方彎曲，從而磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置發(fā)生變化。因此,與上述實施方式相同，磁性傳感器5的輸出信號能夠根據(jù)施加于摩擦襯塊22的軸向負載的大小發(fā)生變化，并且能夠基于該磁性傳感器5的輸出信號，檢測摩擦襯塊22的按壓力。
[0089]在上述實施方式中，為了高精度地檢測磁性目標4與磁性傳感器5的相對位置的變化量，雖然以磁性目標4的磁化方向和磁性目標4與磁性傳感器5的相對位移方向正交的方式配置磁鐵，但是也可以如圖17所示那樣，以磁性目標4的磁化方向和磁性目標4與磁性傳感器5的相對位移方向平行的方式配置磁性目標4，并且在該磁性目標4的附近配置磁性傳感器5。
[0090]在圖18中不出了本發(fā)明的第二實施方式的磁式負載傳感器70。對于與第一實施方式對應(yīng)的部分，標注相同的附圖標記并省略說明。
[0091]凸緣部件2在與支承部件3對置的對置面具有環(huán)狀突起71，通過該環(huán)狀突起71支承支承部件3的內(nèi)徑側(cè)部分，并且保持凸緣部件2與支承部件3之間的間隔。支承部件3具有朝向凸緣部件2突出的筒部72。筒部72的內(nèi)徑面與凸緣部件2的外徑面沿徑向?qū)χ?，在筒?2的內(nèi)徑面固定有磁性傳感器5，在凸緣部件2的外徑面固定有磁性目標4。
[0092]對于該磁式負載傳感器I而言，若朝向支承部件3的方向的軸向負載作用于凸緣部件2，則凸緣部件2基于該軸向負載，以內(nèi)周部為支點沿軸向彎曲，支承部件3也以外周部為支點沿軸向彎曲。磁性目標3與磁性傳感器4的相對位置因該兩部件2、3的彎曲而發(fā)生變化，并且磁性傳感器5的輸出信號基于該相對位置的變化而發(fā)生變化。而且，能夠通過預先把握作用于凸緣部件2的軸向負載的大小與磁性傳感器5的輸出信號的關(guān)系，從而基于磁性傳感器5的輸出信號，檢測作用于凸緣部件2的軸向負載的大小。
[0093]這樣，若在將軸向負載輸入凸緣部件2時，不僅凸緣部件2而且支承部件3也會產(chǎn)生彎曲，則由于磁性目標4與磁性傳感器5因該兩部件2、3的彎曲進行相對位移，所以與第一實施方式相比，能夠提高負載檢測的分辨率。
[0094]附圖標記的說明
[0095]I…磁式負載傳感器；2…凸緣部件；4…磁性目標；5…磁性傳感器；10...槽；1L...永久磁鐵；14…直動促動器；22…摩擦襯塊；23…旋轉(zhuǎn)軸；25…外圈部件；27...電動馬達；41…推力軸承；41B…滾動 體;46…平面;47…凹面;51…螺母;61…直動盤。
【權(quán)利要求】
1.一種直動促動器用的磁式負載傳感器，該直動促動器用的磁式負載傳感器檢測直動促動器施加于對象物(22)的軸向負載的大小， 所述直動促動器用的磁式負載傳感器的特征在于，具有: 凸緣部件(2)，其經(jīng)由推力軸承(41)承受所述軸向負載的反作用力從而產(chǎn)生彎曲； 磁性目標(4)，其產(chǎn)生磁場；以及 磁性傳感器(5)，其配置為其相對于磁性目標(4)的相對位置因所述凸緣部件(2)的彎曲而發(fā)生變化， 在所述凸緣部件(2)的軸向端面形成有與所述推力軸承(41)的滾動體(41B)滾動接觸的滾道面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述推力軸承(41)是使用滾珠作為滾動體(41B)的推力球軸承， 所述滾道面是剖面呈圓弧狀的槽(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述推力軸承是使用圓柱滾子或者針狀滾子作為滾動體(41B)的推力滾子軸承， 所述滾道面是實施熱處理而固化所得的平面(46 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述推力軸承(41)是使用球面滾子作為滾動體(41B)的推力自動調(diào)心滾子軸承， 所述滾道面是相對于所述軸向負載的方向傾斜的剖面圓弧狀的凹面(47)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中的任一項所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述磁性目標(4)形成為:將多個永久磁鐵(11)配置為具有相反極性的磁極沿所述磁性目標(4)與磁性傳感器(5)的相對位移方向并排,其中,所述多個永久磁鐵(11)將相對于所述磁性目標(4)與磁性傳感器(5)的相對位移方向正交的方向作為磁化方向，并且，在所述多個永久磁鐵(11)的相鄰的磁極的邊界附近配置有所述磁性傳感器(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 使用霍爾IC作為所述磁性傳感器(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 使用磁電阻元件作為所述磁性傳感器(5 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 使用磁阻抗元件作為所述磁性傳感器(5 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中的任一項所述的直動促動器用的磁式負載傳感器，其特征在于， 將釹磁鐵用于所述磁性目標(4 )。
10.一種直動促動器，該直動促動器具有:被輸入電動馬達(27)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(23)、以及將該旋轉(zhuǎn)軸(23)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直動部件(25、51、61)的軸向移動的直動機構(gòu)，并且通過該直動機構(gòu)向?qū)ο笪?22)施加軸向負載，所述直動促動器的特征在于， 作為承受在向?qū)ο笪?22)施加所述軸向負載時作用于直動機構(gòu)的反作用力的部件而組裝有根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任一項所述的磁式負載傳感器。
【文檔編號】F16D65/18GK103930758SQ201280050219
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】增田唯, 山崎達也, 村松誠 申請人:Ntn株式會社